变压器套管的制作方法

本申请涉及输电技术领域，特别是涉及一种变压器套管。

背景技术：

变压器套管是电力系统中广泛应用的高压器件，包括电容芯子、绝缘外套等部件。变压器套管固定安装在变压器的壳体上，一端裸露在变压器外部，与电缆等外部导电体电连接，另一端伸入变压器内部，与变压器中的内部引线电连接，从而变压器中的电流通过变压器套管流向电缆等外部导电体，或者电缆等外部导电体中的电流通过变压器套管流向变压器。

在各种变压器套管中，变压器大电流套管一般指额定电流在1600a以上的套管，此种套管若采用引出线载流，由于引出线直径较大，因此将导致电容芯子中卷制管直径及套管直径增加，不便于生产与使用。鉴于上述情况，目前变压器大电流套管一般采用穿杆式载流：用一根紫铜棒代替引出线从电容芯子中的卷制管中心穿过，然后与套管头部将军帽连接。

本申请的发明人在长期的研究中发现，上述的穿杆式载流方式较为复杂，需要多处连接，例如紫铜棒与头部将军帽间之间的连接，而多处连接容易导致元件之间接触不良，另外由于穿杆式载流套管有卷制管及载流杆两部分，而为了避免电腐蚀需要在这两部分之间做绝缘处理，进而会提高生产成本。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种变压器套管，能够节省成本、减少生产工序以及提高生产效率。

为达到上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种变压器套管，包括：绝缘管，沿轴向设置为中空结构；电容芯子，包括穿设所述绝缘管的载流杆以及位于所述绝缘管内部且在所述载流杆外侧依次卷绕的多层绝缘层和多层电容屏，其中，所述载流杆延伸出所述绝缘管之外的一端与第一接线端子固定连接并与所述第一接线端子电连接。

其中，还包括：储油柜，固定在所述绝缘管的一端并与所述绝缘管连通，其中，所述载流杆的所述一端自所述绝缘管穿过所述储油柜，与位于所述储油柜外部的所述第一接线端子固定连接。

其中，所述储油柜与所述绝缘管的接触面、所述储油柜与所述载流杆的接触面均设有胶装槽，所述胶装槽内填充有用于固定的胶装材料。

其中，所述载流杆沿所述轴向设置为中空结构，所述载流杆位于所述绝缘管和/或所述储油柜内部且不被所述绝缘层和所述电容屏覆盖的侧壁上设有若干个通孔。

其中，若干个所述通孔分布在所述载流杆被所述绝缘层和所述电容屏覆盖区域的两侧。

其中，还包括：第一端盖，封盖所述载流杆穿过所述储油柜的一端。

其中，所述载流杆穿过所述储油柜的一端的内侧壁具有台阶部，以形成与所述第一端盖接触的第一接触面和第二接触面；所述第一端盖包括平板以及自所述平板的板面凸起的凸柱，其中，所述平板的板面抵接所述第一接触面，所述凸柱的端面抵接所述第二接触面。

其中，还包括：第二端盖，封盖所述载流杆延伸出所述绝缘管之外的另一端，所述第二端盖远离所述载流杆的一侧固定有第二接线端子，所述第二端盖电连接所述载流杆与所述第二接线端子。

其中，还包括：圆螺母，紧密套设于所述载流杆外围并封盖所述绝缘管的另一端，同时所述第二端盖抵接所述圆螺母远离所述绝缘管一侧的端面；所述绝缘管包括通过法兰连接的第一子绝缘管和第二子绝缘管，所述第一子绝缘管不与所述法兰连接的一端连接所述储油柜，所述第二子绝缘管不与所述法兰连接的一端连接所述圆螺母。

其中，所述圆螺母上设有与所述绝缘管连通的放油口，所述放油口中装配有匹配的放油塞。

本申请的有益效果是：本申请将电容芯子中载流杆延伸出绝缘管外的一端与第一接线端子固定连接并与第一接线端子电连接，以使变压器中的电流能够通过载流杆流向第一接线端子，或者第一接线端子中的电流能够通过载流杆流向变压器，也就是说，本申请直接利用电容芯子中的载流杆进行载流，相比现有技术中变压器套管一般都包括电容芯子中的卷制管以及穿设卷制管中的载流杆，其结构简单，能够节省成本，且无需再进行卷制管与载流杆之间的绝缘制作，能够减少生产工序，提高生产效率。

另外本申请中的载流杆沿轴向设置为中空结构，变压器套管还包括与绝缘管连通的储油柜，载流杆上设有供变压器油循环的通孔，从而变压器油能够在载流杆内外侧流通，避免载流杆过热。

另外本申请中的载流杆与第一接线端子连接的一端被第一端盖封盖，既能避免载流杆中的变压器油向外流出以及被外界潮气入侵，也能够便于在装配前对载流杆进行预清洗，以保证载流杆的清洁度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请变压器套管一实施方式的剖面结构示意图；

图2是图1中a处的放大示意图；

图3是图2中b处的放大示意图；

图4是图1中c处的放大示意图；

图5是图1中d处的放大示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参阅图1和图2，图1是本申请变压器套管一实施方式的剖面结构示意图，图2是图1中a处的放大示意图。其中本申请中的变压器套管100既可以是变压器大电流套管，也可以是其他类型的套管，在此不做限制。变压器套管100设置在变压器(图未示)上，具体为固定在变压器的壳体上，其一端延伸出变压器的外部，另一端伸入变压器的内部，用于将变压器输出的电流导向电缆等外部导电体，或者将电缆等外部导电体的电流导向变压器。在本实施方式中，变压器套管100包括绝缘管110以及电容芯子120。

绝缘管110沿轴向设置为中空结构，即为空心管。绝缘管110采用纤维如玻璃纤维、芳纶纤维等缠绕成型，或采用模压等其他工艺制造。

电容芯子120包括穿设绝缘管110的载流杆121以及位于绝缘管110内部且在载流杆121外侧依次卷绕的多层绝缘层和多层电容屏，其中为了图1的清晰度，多层绝缘层和多层电容屏作为一个整体用标号122表示。载流杆121由铜、铝或合金等导电材料制成，能够传输电流。同时载流杆121延伸出绝缘管110之外的一端1211与第一接线端子130固定连接并与第一接线端子130电连接。具体地，第一接线端子130用于连接电缆等外部导电体，当载流杆121与第一接线端子130电连接时，载流杆121与第一接线端子130连接的电缆等外部导电体电连接。在本实施方式中，电容芯子120中的载流杆121具体用于载流，以使变压器输出的电流通过载流杆121流入第一接线端子130，进而流入与第一接线端子130连接的电缆等外部导电体，或者使电缆等外部导电体中的电流依次通过第一接线端子130、载流杆121流向变压器。从而相比现有技术中变压器套管既包括电容芯子中的卷制管，也包括穿设在卷制管中的载流杆，本实施方式中的变压器套管100结构简单，能够节省成本，且无需再进行卷制管与载流杆之间的绝缘制作，能够减少生产工序，提高生产效率。

在一应用场景中，载流杆121的一端1211直接与第一接线端子130固定连接，两者之间无其他连接元件，从而在载流杆121与第一接线端子130之间传输的电流不会经过其他元件，能够减少电流在流向过程中的过渡。另外载流杆121直接与第一接线端子130固定连接也能够减少变压器套管100中的元件个数，保证元件之间接触良好。当然在其他应用场景中，只要保证载流杆121与第一接线端子130能够电连接，载流杆121的一端1211也可以通过其他连接元件与第一接线端子130固定连接，在此不做限制。

由于本申请中的载流杆121需要传输电缆等外部导电体与变压器之间的电流，因此在变压器套管100运行的过程中载流杆121需要承载较大的电流，进而产生较多的热量。为了及时散去载流杆121产生的热量，在一应用场景中，绝缘管110内填充有变压器油(图未示)。在变压器套管100工作时，绝缘管110中温度较高的变压器油和温度较低的变压器油发生对流，从而散去载流杆121产生的热量，避免其温度过高。而在该应用场景中，为了绝缘管110在任何气温、运行情况下都能够充满变压器油，继续参阅图1和图2，变压器套管100还包括储油柜140。当绝缘管110中的变压器油的体积随着气温、运行情况而膨胀或缩小时，储油柜140能够起到调节油量的作用。

具体地，储油柜140固定在绝缘管110的一端1101并与绝缘管110连通，同时载流杆121的一端1211自绝缘管110穿过储油柜140，与位于储油柜140外部的第一接线端子130固定连接。当绝缘管110中变压器油的体积膨胀时，绝缘管110中多余的变压器油流向储油柜140，即储油柜140此时起到储油的作用，当绝缘管110中变压器油的体积缩小时，储油柜140中的变压器油流向绝缘管110，即储油柜140此时起到补油的作用。

在该应用场景中，储油柜140通过胶装的方式和绝缘管110、载流杆121固定连接，具体地，如图2所示，储油柜140与绝缘管110的接触面、储油柜140与载流杆121的接触面均设有胶装槽141，胶装槽141内填充有用于固定的胶装材料，例如树脂胶等。进一步的，还可以在储油柜140与绝缘管110结合的部位加装密封圈142以提高密封效果，避免变压器油与胶装槽141中的胶装材料接触而影响油质。

在该应用场景中，继续参阅图1和图2，为了进一步提高载流杆121的散热性能，载流杆121也为空心管，即沿轴向设置为中空结构，同时载流杆121位于绝缘管110和/或储油柜140内部且不被绝缘层和电容屏覆盖的侧壁1212上设有若干个通孔1213，其中，若干个通孔1213既可以只位于绝缘管110或储油柜140中，也可以同时分布在绝缘管110和储油柜140中。通过设置通孔1213，变压器油能够在载流杆121的内外两侧形成循环，显著降低载流杆121的温度。其中值得注意的是，由于电流具有趋肤效应，即电流通过导体时，由于感应作用引起导体界面上电流分布不均匀，越靠近导体表面电流的密度越大，特别是电流的频率很高时，电流几乎只在导体的表面传输，导体的内部几乎不通过电流，因此本应用场景将载流杆121设置为空心管而不是实心管还能够节省材料。

继续参阅图1，为了进一步提高变压器油的流动性，若干个通孔1213分布在载流杆121被绝缘层和电容屏覆盖区域1221的两侧。通过将若干个通孔1213分布在区域1221的两侧，相比只设置在区域1221的一侧，其流动性更强，能够加快载流杆121的散热。

参阅图1、图2以及图3，在本申请变压器套管另一实施方式中，变压器套管100还包括第一端盖150，用于封盖载流杆121穿过储油柜140的一端1211。具体地，在装配变压器套管100之前，第一端盖150不封盖载流杆121，从而可对载流杆121进行预清洗以保证载流杆121的清洁度，同时在对变压器套管100进行预清洗后，将第一端盖150封盖在载流杆121的一端1211，此时第一端盖150与载流杆121的一端1211可拆卸连接或不可拆卸连接，例如第一端盖150与载流杆121通过螺纹连接、过盈配合连接，或者将第一端盖150直接焊接在载流杆121上，从而当变压器套管100正常运行时，第一端盖150可以避免变压器油向外流出或被外界潮气入侵。

其中，载流杆121穿过储油柜140的一端1211的内侧壁具有台阶部1214，以形成与第一端盖150接触的第一接触面1215和第二接触面1216。同时第一端盖150包括平板151以及自平板151的板面1511凸起的凸柱152，当第一端盖150封盖载流杆121的一端1211时，凸柱152伸入载流杆121内，并使平板151的板面1511抵接第一接触面1215，凸柱152的端面1521抵接第二接触面1216。

进一步为了保证第一端盖150与载流杆121之间的密封性能，避免载流杆121中的变压器油向外渗出或被外界潮气入侵，继续参阅图3，在一应用场景中，平板151的板面1511与第一接触面1215之间还设有第一密封圈153，凸柱152的端面1521与第二接触面1216还设有第二密封圈154，其中第一密封圈153沿轴向的横截面形状为长方形，第二密封圈154沿轴向的横截面形状为椭圆形。

参阅图1和图4，在本申请变压器套管另一实施方式中，变压器套管100还包括第二端盖160。第二端盖160封盖载流杆121延伸出绝缘管110之外的另一端1217，同时第二端盖160远离载流杆121的一侧固定有第二接线端子170，第二端盖160电连接载流杆121与第二接线端子170。具体地，第二端盖160与载流杆121通过螺纹等方式连接，第二接线端子170位于变压器的内部，与变压器的内部引线连接，第二接线端子170固定在第二端盖160上，第二端盖160为导电元件，从而变压器的输出电流依次自第二接线端子170、第二端盖160、载流杆121流向第一接线端子130。

其中，为了封盖绝缘管110的另一端1102，即绝缘管110不与储油柜140连接的一端，变压器套管100还包括圆螺母180。圆螺母180紧密套设于载流杆121的外围，并固定在绝缘管110的另一端1102，从而通过圆螺母180的端面封盖绝缘管110的另一端1102，同时第二端盖160抵接圆螺母180远离绝缘管110一侧的端面1801，并通过螺栓等元件与圆螺母180固定连接。其中需要说明的是，在其他实施方式中，也可以不设置圆螺母180，而是通过第二端盖160同时封盖载流杆121的另一端1217和绝缘管110的另一端1102。

参阅图1、图2、图4和图5，在一应用场景中，绝缘管110包括通过法兰111连接的第一子绝缘管112和第二子绝缘管113，第一子绝缘管112不与法兰111连接的一端，即绝缘管110的一端1101连接储油柜140，第二子绝缘管113不与法兰111连接的一端，即绝缘管110的另一端1102连接圆螺母180。

当将变压器套管100装配到变压器上时，变压器套管100通过法兰111固定在变压器的壳体上，同时第二子绝缘管113伸入变压器的内部，第一子绝缘管112裸露在变压器的外部。其中为了保护裸露在外部的第一子绝缘管112，第一子绝缘管112外周面包覆有绝缘层114，绝缘层114为一体注射成型的硅橡胶伞裙，其中硅橡胶伞裙具有良好的憎水性和抗老化性，使用寿命高，能够有效保护第一子绝缘管112。

在一应用场景中，继续参阅图4，圆螺母180上设有与绝缘管110连通的放油口181，放油口181中装配有匹配的放油塞182。具体地，当绝缘管110内部的变压器油需要更换时，取下放油塞182，此时由于放油塞182设置在变压器套管100的端部，因此绝缘管110内部的变压器油能够流净。

总而言之，本申请将电容芯子中载流杆延伸出绝缘管外的一端与第一接线端子固定连接并与第一接线端子电连接，以使变压器中的电流能够通过载流杆流向第一接线端子，或者第一接线端子中的电流能够通过载流杆流向变压器，也就是说，本申请直接利用电容芯子中的载流杆进行载流，相比现有技术中变压器套管一般都包括电容芯子中的卷制管以及穿设卷制管中的载流杆，其结构简单，能够节省成本，且无需再进行卷制管与载流杆之间的绝缘制作，能够减少生产工序，提高生产效率。

另外本申请中的载流杆沿轴向设置为中空结构，变压器套管还包括与绝缘管连通的储油柜，载流杆上设有供变压器油循环的通孔，从而变压器油能够在载流杆内外侧流通，避免载流杆过热。

另外本申请中的载流杆与第一接线端子连接的一端被第一端盖封盖，既能避免载流杆中的变压器油向外流出以及被外界潮气入侵，也能够便于在装配前对载流杆进行预清洗，以保证载流杆的清洁度。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。